云辉、戴香菊：城市交通网络——用数学规划方法进行网络平衡分析， 西南交通大学出版社
6
简介
7
大纲
交通系统与模型 交通问题的特性 建模与决策 交通建模中的关键问题 典型的交通模型结构 连续交通规划
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交通系统与模型
交通系统的发展阶段 交通规划的发展 机遇与挑战 模型
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交通系统的发展阶段
交通产生与吸引 OD分布预测 交通分配预测
远期交通规划方案 中期交通规划方案 近期交通规划方案
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11111111112222901234567890123012345678::::::::::::::::::::::::000000000000000000000000000000000000000000000000------------------------111111111122222123456789012345678901234::::::::::::::::::::::::000000000000000000000000000000000000000000000000
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连续交通规划
基于道路交通动态数据的状态分析技术
任务 将海量的数据组织成为信息，从连续信息中 提炼系统特征
内容
基于交通模型和统计方法的数据处理 建立支持决策分析的数据模型 相应分析工具的实现
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连续交通规划
面向实施过程的城市道路交通规划反馈控制技术
对策效果评估
动态调控 对策组合设计 演变轨迹辨识
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交通问题的特性
供需平衡
定义：Q流量，V速度，C容量，M管理，A活动，I投资， D需求
得到如下关系： V=f{C,M,Q}----LOS C=f{I,M} D=f{V,A} Q=f{D,LOS}
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交通问题的特性
供需平衡（续）
24
交通问题的特性
供需平衡（续）
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建模与决策
决策方法
基于单一时间断面的预测数 据对未来需求进行预测
对于政策作用的量化分析不 足
对于交通方式选择行为分析 不足
对于未来交通系统，关注的 是最终的状态，而不是演进 的过程
某些时间断面的出行调查或交通调查
载客里程率 载客时间率
80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
四阶段模型 社会经济发展预测
政策影响分析
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连续交通规划
问题主线
已
有 确定城市发展的目
的 网
标交通模式
络
交 根据动态数据把握
通 状
城市交通发展态势
态
分 析
动态调控以逼近目
理
标模式
论
与
方
法
基础理论
城市交通系统演变机理
决策分析技术主线
资源制约下的交通承载力分析 多种交通模式组合后的供给力分析 可持续发展的决策分析
动态数据获取及特征提取技术 交通状态与演变态势分析技术
前提：规划预测的环境不变 问题：经济、社会、技术环境比规划变得快 标准决策理论：效用最大 行为决策 群决策 自适应决策 混合法
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建模与决策
选择建模方法的注意事项
决策环境 精度要求 可用数据 建模技术：行为模型、计算能力、算法等 资源 数据处理的要求 分析者的技能
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[OpN] Oppenheim, N. (1994) Urban Travel Demand Modeling: From Individual Choices to General Equilibrium. John Wiley & Sons, Inc.
黄海军（1994）城市交通网络平衡分析——理论与实践，人民交通出版 社
交通 方式 划分
动态交 通 信息采 集 系统
连续交通规划
土地利用 建筑物信息
静 态 信
息
1979
31
433573 60
1983
798414815
1987
153
1991
210922223691
社会经济
600 400 200
0
295
1995
333435568
1999
339850 440345369
504
道路交通状态演变模型
影 响 因 出行者行为 素
交通政策环境
基础模型
分类对象交通选 择行为模型
综合交通服务水 平模型
道路网络交通状 态模型
交通政策调控作 用模型
关系模型
分类对象交通选择行为与综 合交通服务水平关系模型
交通政策调控作用与分类对 象交通选择行为关系模型
道路网络交通状态与综合交 通服务水平关系模型
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交通规划的发展
新的环境
城乡统筹 区域交通一体化
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交通规划的发展
新的体系
城市交通规划体系
发展战略规划
交通综合网络规划
专项规划
道路 交通 规划
轨道 交通 规划
慢行 交通 规划
局部改善规划
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机遇与挑战
数据的积累
连续观测的路网流量和流速 不同交通方式的服务水平和分担比例 主要道路所承担的交通结构（近程和
5
参考资料
[NaA] Nagurney, A. (1999) “Traffic Network Equilibrium”, Chapter 4 of Network Economics: A Variational Inequality Approach. Kluwer Academic Publishing.
4
参考资料
[O&W] de D. Ortuzar, J. and Willumsen, L.G. (2001) Modeling Transport (Third Edition), John Wiley & Sons.
[ThR] Thomas, Roy (1991) Traffic Assignment Techniques, Avebury Technical.
建模与决策
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交通建模中的关键问题
一般问题
理论与数据的角色 模型的定义：结构、功能、形式、变量的定义等 模型标定、验证和使用
集计与非集计 片段与时间序列 RP和SP
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典型的交通模型结构
交通规划四步骤模型
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典型的交通模型结构
现有方法的问题
基于单一时间断面的调查数 据建立分析模型
发展常规公交系统阶段
一些辅助的客运系统（如中小巴等）开始兴起，此 时系统的构建基本上是被动地来适应
阔别上海多年的“巨龙”公交车即将回归
主要交通方式：步行、自行车、公交
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交通系统的发展阶段
兴建轨道交通阶段
必须考虑轨道交通与常规公交系统之间的协调关系， 此时系统的构建已经考虑到资源的约束
1993年，轨道交通1号线运行 2007年底，已建成轨道交通1、2 、3、4、5、6、8号线（一期） 和9号线（一期）在内的八条轨 道交通线路，运营线路长度达到 234公里 2012年，上海建成13条轨道交通 线路，总长423公里
基于大数据的交通系统分析
利用地铁IC卡数据进行交通需求时变特 征研究
课程目标
介绍土地利用与交通系统的关系及相关的理论模型 理解建立交通模型在现实交通问题分析方面的作用 理解交通需求分析中的网络分析方法以及它们之间
的相互关系 培养交通工程和其他工程学科中的建模、分析和计
算的能力
2
课程内容（进度表）
调控措施评估技术 竞争环境下不同交通方式的服务水 平与分担率关联分析技术 对策组合综合效果分析技术
道路交通状态演变模型 基础模型+关系模型 综合博弈等方法的系统演变过程模型
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远程、不同车型、起终点等） 政策等实施后的交通状态变化等
出租车 检测器 IC卡 停车场 牌照识 数据 数据 数据 信息 别数据
时间 空间
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机遇与挑战
系统分析能力（新方法、新模型） 运算能力的提高（高性能计算机、网格
计算、云计算） 智能交通、政策对交通系统的影响
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模型
建立模型的目的
理解系统的运作机理 运用对系统的理解改善系统
Analysis, John Wiley. [ShY] Sheffi, Yosef (1985) Urban Transportation Networks:
Equilibrium Analysis with Mathematical Programming Methods. Prentice Hall, Inc. [CaE] Cascetta, Ennio (2001) Transportation Systems Engineering: Theory and Methods, Kluwer Academic Publishers.
出行特征统计
机动车 道路交通网络
城市目标交通模式
连续观 测的信 息环境
系统动态监测
采用对策组合进 行反馈控制
宏观仿真 中观仿真 佛山市摩托车方式期望线图
微观仿真
实时仿真
同济大学交通运输学院 二零零三年二月
系统演变规律的认识
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连续交通规划
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连续交通规划
基于行为和环境影响的道路交通状态演变模型
简介 交通土地利用作用机理、仿真、模型 出行生成模型 出行分布模型 方式划分模型 交通网络均衡分析 其它
3
参考资料
Integrated Land Use and Transport Modeling: Decision Chains and Hierarchies
Land-Use Transport Interaction: State of the Art [B&I] Bell, M.G.H. and Iida, Y. (1997) Transportation Network